JP2008216865A - Composition for forming liquid crystal alignment layer and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出法で液晶配向膜を形成する際に用いられる液晶配向膜形成用組成物と、これを用いた液晶表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a composition for forming a liquid crystal alignment film used when forming a liquid crystal alignment film by a droplet discharge method, and a method for manufacturing a liquid crystal display device using the same.
従来、液晶表示装置における液晶配向膜の形成方法としては、フレキソ印刷法やスピンコート法による方法が一般的であった。しかし、フレキソ印刷法では版のメンテナンスが煩雑であり、また、版にインクを行き渡らせるために必要以上のインクを使用することから、インクの無駄が多いといった欠点があった。一方、スピンコート法にあっても、大量のインクを必要とするものの、実際に膜形成に供される材料は投入材料の10%程度であり、残りの90%程度は廃棄されてしまうことから、やはりインクの無駄が多いといった欠点があった。 Conventionally, as a method for forming a liquid crystal alignment film in a liquid crystal display device, a flexographic printing method or a spin coating method has been generally used. However, in the flexographic printing method, the plate maintenance is complicated, and more ink than necessary is used to spread the ink on the plate, so that the ink is wasted. On the other hand, even in the spin coating method, although a large amount of ink is required, the material actually used for film formation is about 10% of the input material, and the remaining 90% is discarded. After all, there was a drawback that ink wasted a lot.
このような背景のもとに、近年では、液晶配向膜の形成方法として、インクジェット法に代表される液滴吐出法を用いることが提案されている。液滴吐出法は、必要な箇所に必要な量のインクを配することができることから、材料(インク)の無駄が少なく、したがって材料コストの点などで有利であり、近年特に注目されている。
この液滴吐出法を用いて液晶配向膜を形成するには、ポリイミドやポリアミック酸等の液晶配向膜形成用材料を適当な溶媒に溶解した溶液(液晶配向膜形成用組成物)を用い、これを液滴吐出法で基板(液晶配向膜形成面)上に吐出し、さらに乾燥して塗膜とした後、この塗膜に液晶配向能を付与して液晶配向膜とする。
Against this background, in recent years, it has been proposed to use a droplet discharge method typified by an inkjet method as a method for forming a liquid crystal alignment film. The droplet discharge method can dispose a necessary amount of ink at a necessary location, and therefore, waste of material (ink) is small. Therefore, it is advantageous in terms of material cost and has attracted particular attention in recent years.
In order to form a liquid crystal alignment film using this droplet discharge method, a solution (a composition for forming a liquid crystal alignment film) in which a liquid crystal alignment film forming material such as polyimide or polyamic acid is dissolved in an appropriate solvent is used. Is discharged onto a substrate (liquid crystal alignment film forming surface) by a droplet discharge method and further dried to form a coating film, and then the liquid crystal alignment ability is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film.
ところで、液滴吐出法で液晶配向膜を形成するための液晶配向膜形成用組成物としては、例えば特許文献1に記載された、γ−ブチロラクトンとブチルセロソルブの少なくとも一種を含有し、その合計含有量が溶剤全体に対して90重量%以上である溶剤に、液晶配向膜形成用材料を溶解させたものが知られている。
しかしながら、前記文献に記載された液晶配向膜形成用組成物を液滴吐出法で基板に吐出し、液晶配向膜を形成すると、形成した液晶配向膜に、インクジェット装置(液滴吐出装置)の吐出ヘッドの走査方向に沿って縦スジムラが発生するといった問題が生じた。
この縦スジムラの発生要因としては、
(1)液滴の飛行曲がりによる着弾位置ずれ。
(2)液の乾燥が速く、隣り合うノズルから吐出された液滴の溶質どうしが混じり合う前に、溶質成分(固形分)が析出する。
(3)乾燥時に液が縮退してしまう。
(4)基板に対して液滴が十分に濡れ広がらない。
などが考えられる。
特に、液の濡れ広がり不足は、縦スジムラだけに限らず、形成した液晶配向膜のエッジ部分にしみ上がりを生じさせ、液晶配向膜が均一で良好な膜質とならなくなる大きな要因となることから、その改善が強く望まれている。
However, when the composition for forming a liquid crystal alignment film described in the above document is discharged onto a substrate by a droplet discharge method to form a liquid crystal alignment film, an inkjet device (droplet discharge device) is discharged onto the formed liquid crystal alignment film. There arises a problem that vertical stripes occur along the scanning direction of the head.
As a cause of this vertical stripe unevenness,
(1) Landing position deviation due to flying flight of droplets.
(2) The drying of the liquid is fast, and the solute component (solid content) is deposited before the solutes of the droplets discharged from the adjacent nozzles are mixed.
(3) The liquid degenerates during drying.
(4) The droplet does not sufficiently wet and spread on the substrate.
And so on.
In particular, the insufficient wetting and spreading of the liquid is not limited to vertical stripes, but causes a squeeze in the edge portion of the formed liquid crystal alignment film, which becomes a major factor that the liquid crystal alignment film does not have a uniform and good film quality. The improvement is strongly desired.
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、液滴吐出法により、スジムラがなく、均質で平坦な液晶配向膜を形成することのできる、液晶配向膜形成用組成物、及びこの組成物を用いた液晶表示装置の製造方法を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a composition for forming a liquid crystal alignment film that can form a uniform and flat liquid crystal alignment film without a stripe unevenness by a droplet discharge method. And a method of manufacturing a liquid crystal display device using the composition.
本発明の液晶配向膜形成用組成物は、液滴吐出法で液晶配向膜を形成する際に用いられる液晶配向膜形成用組成物であって、表面張力が32mN/m以上の第1有機溶剤Aと、表面張力が32mN/m未満の第1有機溶剤Bとを含む混合溶剤と、該混合溶剤に溶解されてなる液晶配向膜形成用材料と、を含有してなり、前記第1有機溶剤Aおよび前記第2有機溶剤Bは、それぞれ単一種あるいは複数種の有機溶剤によって構成され、前記第1有機溶剤Aを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(A)とし、前記第2有機溶剤Bを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(B)とすると、前記混合溶剤における第1有機溶剤Aと第2有機溶剤Bとは、次式
tmax(A)>tmax(B)
を満足していることを特徴としている。
The composition for forming a liquid crystal alignment film of the present invention is a composition for forming a liquid crystal alignment film used for forming a liquid crystal alignment film by a droplet discharge method, and is a first organic solvent having a surface tension of 32 mN / m or more. A mixed solvent containing A and a first organic solvent B having a surface tension of less than 32 mN / m, and a liquid crystal alignment film forming material dissolved in the mixed solvent, the first organic solvent A and the second organic solvent B are each composed of a single kind or a plurality of kinds of organic solvents, and among the organic solvents constituting the first organic solvent A, the boiling point of the organic solvent having the highest boiling point is represented by t max ( Assuming that the boiling point of the organic solvent having the highest boiling point among the organic solvents constituting the second organic solvent B is t max (B), the first organic solvent A and the second organic solvent in the mixed solvent B is the following expression t max (A)> t max (B)
It is characterized by satisfying.
基板(液晶配向膜形成面)に対する液晶配向膜形成用組成物の濡れ性は、該組成物中に配合される溶剤(溶媒)の種類によって大きく変化する。したがって、液晶配向膜形成用組成物の濡れ性を所望の濡れ性に調整しようとした場合、溶剤の選択が非常に重要となる。特に、配向剤(液晶配向膜形成材料)が垂直配向剤である場合、通常、垂直配向剤にはその側鎖に長いアルキル基が付加されていることから、これの基板に対する濡れ性が非常に悪く、したがって溶剤の選択がより重要となる。 The wettability of the composition for forming a liquid crystal alignment film with respect to the substrate (liquid crystal alignment film forming surface) varies greatly depending on the type of the solvent (solvent) blended in the composition. Therefore, when adjusting the wettability of the composition for forming a liquid crystal alignment film to a desired wettability, the selection of the solvent is very important. In particular, when the aligning agent (liquid crystal alignment film forming material) is a vertical aligning agent, a long alkyl group is usually added to the side chain of the vertical aligning agent. Poor and therefore the choice of solvent becomes more important.
一般に、表面張力が大きい溶剤は濡れ性が小さく、表面張力が小さい溶剤は濡れ性が大きい。したがって、前記の第1有機溶剤Aは一般的に濡れ性が小さく、第2有機溶剤Bは一般的に濡れ性が大きくなる。よって、特に基板に対して濡れ性を高くしたい場合、濡れ性が大きい第2有機溶剤Bを主に配合すればよいことになる。ところが、濡れ性が大きい第2有機溶剤Bは、一般に溶質である液晶配向膜形成材料の溶解性が低く、貧溶媒に分類されており、したがって、液晶配向膜形成材料をより良好に溶解させるためには、液晶配向膜形成材料に対する良溶媒である、第1有機溶剤Aを併用する必要がある。 In general, a solvent having a high surface tension has low wettability, and a solvent having a low surface tension has high wettability. Therefore, the first organic solvent A generally has low wettability, and the second organic solvent B generally has high wettability. Therefore, particularly when it is desired to increase the wettability with respect to the substrate, the second organic solvent B having a high wettability may be mainly blended. However, the second organic solvent B having high wettability is generally classified as a poor solvent because the solubility of the liquid crystal alignment film forming material, which is a solute, is low, and therefore the liquid crystal alignment film forming material is better dissolved. For this, it is necessary to use together the first organic solvent A, which is a good solvent for the liquid crystal alignment film forming material.
しかし、このように良溶媒と貧溶媒とを併用した場合、特に貧溶媒の方の沸点が高いと、均一な膜が得られなくなるおそれがある。すなわち、貧溶媒の方の沸点が高いと、塗布後の乾燥過程で良溶媒が先に蒸発していき、残った乾燥途中の液が、貧溶媒のみになる。すると、溶質である固形分が溶媒中に溶解しきれなくなり、乾燥途中で結晶化して析出してしまう。その結果、乾燥後に得られる膜は均一で良好なものとはならず、または、十分な膜にならなくなってしまう。 However, when a good solvent and a poor solvent are used in combination, a uniform film may not be obtained particularly when the boiling point of the poor solvent is higher. That is, when the boiling point of the poor solvent is higher, the good solvent evaporates first in the drying process after coating, and the remaining liquid in the middle of drying becomes only the poor solvent. Then, the solid content which is a solute cannot be dissolved in the solvent, and crystallizes and precipitates during drying. As a result, the film obtained after drying will not be uniform and good, or will not be a sufficient film.
そこで、本発明では、前記したように一般的に良溶媒であって濡れ性が小さい第1有機溶剤Aと、一般的に貧溶媒であって濡れ性が大きい第2有機溶剤Bとを含有する混合溶剤を用いるとともに、第1有機溶剤Aを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(A)とし、第2有機溶剤Bを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(B)とすると、tmax(A)>tmax(B)となるように、前記混合溶剤を構成している。
このように、各有機溶剤A、Bにおける最高沸点の関係を、tmax(A)の方がtmax(B)より高くなるようにしたので、本発明の組成物は、乾燥途中において良溶媒(第1有機溶剤A)が全て先に蒸発してしまい、残った乾燥途中の液が、貧溶媒(第2有機溶剤B)のみになるといったことが防止されている。これにより、溶質である固形分が乾燥途中で結晶化して析出してしまうことが防止され、乾燥後に得られる膜は均一で良好なものとなる。
Therefore, in the present invention, as described above, the first organic solvent A, which is generally a good solvent and has low wettability, and the second organic solvent B, which is generally a poor solvent and has high wettability, are contained. While using a mixed solvent, the boiling point of the organic solvent having the highest boiling point among the organic solvents constituting the first organic solvent A is t max (A), and among the organic solvents constituting the second organic solvent B, When the boiling point of the organic solvent having the highest boiling point is t max (B), the mixed solvent is configured so that t max (A)> t max (B).
Thus, since the relationship between the maximum boiling points of the organic solvents A and B is such that t max (A) is higher than t max (B), the composition of the present invention is a good solvent during drying. It is prevented that all the (first organic solvent A) evaporates first and the remaining liquid in the middle of drying becomes only the poor solvent (second organic solvent B). Thereby, it is prevented that solid content which is a solute crystallizes and precipitates during drying, and the film obtained after drying becomes uniform and good.
また、前記したように一般的に良溶媒であって濡れ性が小さい第1有機溶剤Aと、一般的に貧溶媒であって濡れ性が大きい第2有機溶剤Bとを含有する混合溶剤を用いているので、特に濡れ性が大きい第2有機溶剤Bを用いたことにより、縦スジムラはもちろん、得られる液晶配向膜がエッジ部分でしみ上がるといった不都合が抑えられ、しかも、濡れ性が小さい第1有機溶剤Aを用いたことで、濡れ広がりすぎて隣り合う液滴どうしが互いにくっつき、得られる液晶配向膜が所望の厚さで均一に形成されなくなるおそれも軽減される。
よって、この液晶配向膜形成用組成物によれば、液滴吐出法によって基板(液晶配向膜形成面)に配することにより、スジムラがなく、均質で平坦な液晶配向膜を得ることができる。また、液晶配向膜のエッジ部分でのしみ上がり(隆起)が低減されるので、高品質な液晶配向膜を効率よく形成することができる。
Further, as described above, a mixed solvent containing the first organic solvent A that is generally a good solvent and has low wettability and the second organic solvent B that is generally poor and has high wettability is used. Therefore, the use of the second organic solvent B having particularly high wettability suppresses inconvenience that the obtained liquid crystal alignment film oozes at the edge portion as well as vertical stripe unevenness, and the first is low in wettability. By using the organic solvent A, it is possible to reduce the possibility that the adjacent liquid droplets stick to each other due to excessive wetting and the liquid crystal alignment film to be obtained is not uniformly formed with a desired thickness.
Therefore, according to this composition for forming a liquid crystal alignment film, a uniform and flat liquid crystal alignment film without streaks can be obtained by disposing on the substrate (liquid crystal alignment film forming surface) by a droplet discharge method. In addition, since the swelling (bump) at the edge portion of the liquid crystal alignment film is reduced, a high-quality liquid crystal alignment film can be efficiently formed.
また、前記液晶配向膜形成用組成物においては、前記第2有機溶剤Bの、前記混合溶剤全体に占める混合割合が、1重量%以上50重量%以下であるのが好ましい。
濡れ性が大きい第2有機溶剤Bを1重量%以上配合することで、液晶配向膜形成用組成物の基板(液晶配向膜形成面)に対する良好な濡れ性が確保される。また、50重量%以下とすることで、貧溶媒である第2有機溶剤Bが混合溶剤中の過半を占めることがなく、これにより液晶配向膜形成材料に対する混合溶剤の良好な溶解性が確保される。
In the composition for forming a liquid crystal alignment film, the mixing ratio of the second organic solvent B in the entire mixed solvent is preferably 1% by weight or more and 50% by weight or less.
By blending 1% by weight or more of the second organic solvent B having high wettability, good wettability with respect to the substrate (liquid crystal alignment film forming surface) of the liquid crystal alignment film forming composition is ensured. In addition, by setting the content to 50% by weight or less, the second organic solvent B, which is a poor solvent, does not occupy the majority of the mixed solvent, thereby ensuring good solubility of the mixed solvent in the liquid crystal alignment film forming material. The
また、前記液晶配向膜形成用組成物においては、前記第1有機溶剤Aは、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチル−アセトアミド、γ−ブチロラクトン、炭酸プロピレンよりなる群から選択された少なくとも一種であるのが好ましい。
前記の各溶剤は、液晶配向膜形成材料に対してより良好な溶解性を有する良溶媒であり、したがってこれらのうちの少なくとも一種を用いることにより、液晶配向膜形成材料に対する混合溶剤のより良好な溶解性が確保される。
In the composition for forming a liquid crystal alignment film, the first organic solvent A includes N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethyl-2-imidazolidinone, N , N-dimethyl-acetamide, γ-butyrolactone, and at least one selected from the group consisting of propylene carbonate.
Each of the above-mentioned solvents is a good solvent having better solubility in the liquid crystal alignment film forming material. Therefore, by using at least one of these, a better mixed solvent for the liquid crystal alignment film forming material is obtained. Solubility is ensured.
また、前記液晶配向膜形成用組成物においては、前記第2有機溶剤Bは、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−アセトキシプロパン、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルよりなる群から選択された少なくとも一種であるのが好ましい。
これら各溶剤は、後述する実験結果で確認されたように、液晶配向膜の形成をより良好にすることのできるものとなる。
In the composition for forming a liquid crystal alignment film, the second organic solvent B is composed of 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-acetoxypropane, butyl cellosolve, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether. It is preferably at least one selected from the group.
Each of these solvents can improve the formation of the liquid crystal alignment film as confirmed by the experimental results described later.
また、前記液晶配向膜形成用組成物においては、液晶配向膜形成用材料からなる固形分の濃度が、1重量%以上10重量%以下であって、粘度が3mPa・s以上20mPa・s以下、表面張力が30mN/m以上45mN/m以下に調整されてなるのが好ましい。
固形分濃度が1重量%未満であると、得られる配向膜の膜厚が薄くなりすぎ、良好な液晶配向膜とならなくなるおそれがあるからであり、固形分濃度が10重量%を超えると、得られる配向膜の膜厚が厚くなりすぎ、やはり良好な液晶配向膜とならなくなるおそれがあるとともに、液晶配向膜形成用組成物の粘性が増大し、液滴吐出法による吐出性が低下するからである。
また、粘度を3mPa・s以上20mPa・s以下に調整することで、流動性が良好となり、したがって液滴吐出法による良好で安定したな吐出性を確保することができる。さらに、表面張力を30mN/m以上45mN/m以下に調整することで、基板表面への濡れ性が良好となり、したがって液滴吐出法によって均一な厚みの液晶配向膜を効率よく形成することができる。
In the composition for forming a liquid crystal alignment film, the solid content concentration of the material for forming a liquid crystal alignment film is 1 wt% or more and 10 wt% or less, and the viscosity is 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, The surface tension is preferably adjusted to 30 mN / m or more and 45 mN / m or less.
This is because if the solid content concentration is less than 1% by weight, the resulting alignment film is too thin and may not be a good liquid crystal alignment film. If the solid content concentration exceeds 10% by weight, The resulting alignment film is too thick, and may not be a good liquid crystal alignment film. Also, the viscosity of the composition for forming a liquid crystal alignment film increases, and the discharge performance by the droplet discharge method decreases. It is.
In addition, by adjusting the viscosity to 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, the fluidity is improved, and therefore a good and stable discharge property by the droplet discharge method can be ensured. Furthermore, by adjusting the surface tension to 30 mN / m or more and 45 mN / m or less, the wettability to the substrate surface is improved, and therefore a liquid crystal alignment film having a uniform thickness can be efficiently formed by a droplet discharge method. .
また、前記液晶配向膜形成用組成物においては、前記液晶配向膜形成用材料が、以下の式(I)
本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記の液晶配向膜形成用組成物を、液滴吐出法で基板表面に塗布し、液晶配向膜を形成する工程を有することを特徴としている。
この製造方法によれば、スジムラがなく、均質で平坦な液晶配向膜を得ることができるので、高品質の液晶表示装置を低コストで効率よく製造することができる。
The method for producing a liquid crystal display device of the present invention is characterized by having a step of forming the liquid crystal alignment film by applying the liquid crystal alignment film forming composition to the substrate surface by a droplet discharge method.
According to this manufacturing method, a uniform and flat liquid crystal alignment film without streaks can be obtained, so that a high-quality liquid crystal display device can be efficiently manufactured at low cost.
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の液晶配向膜形成用組成物について説明する。
本発明の液晶配向膜形成用組成物(以下、「本発明組成物」ということがある。)は、液滴吐出装置を用いた液滴吐出法によって液晶配向膜を形成する際に用いられるインクであって、表面張力が32mN/m以上の第1有機溶剤Aと、表面張力が32mN/m未満の第1有機溶剤Bとを含む混合溶剤と、該混合溶剤に溶解されてなる液晶配向膜形成用材料と、を含有してなるものである。
The present invention will be described in detail below.
First, the liquid crystal alignment film forming composition of the present invention will be described.
The composition for forming a liquid crystal alignment film of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the composition of the present invention”) is an ink used for forming a liquid crystal alignment film by a droplet discharge method using a droplet discharge device. A liquid crystal alignment film formed by dissolving a mixed solvent containing a first organic solvent A having a surface tension of 32 mN / m or more and a first organic solvent B having a surface tension of less than 32 mN / m, and the mixed solvent. And a forming material.
前記第1有機溶剤Aおよび前記第2有機溶剤Bは、それぞれ単一種あるいは複数種の有機溶剤によって構成されたものである。そして、前記第1有機溶剤Aを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(A)とし、前記第2有機溶剤Bを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(B)とすると、前記混合溶剤における第1有機溶剤Aと第2有機溶剤Bとは、次式
tmax(A)>tmax(B)
を満足するように適宜に選択され、配合されている。
The first organic solvent A and the second organic solvent B are each constituted by a single type or a plurality of types of organic solvents. Of the organic solvents constituting the first organic solvent A, the boiling point of the organic solvent having the highest boiling point is t max (A), and the boiling point of the organic solvents constituting the second organic solvent B is When the highest boiling point of the organic solvent is t max (B), the first organic solvent A and the second organic solvent B in the mixed solvent are expressed by the following formula: t max (A)> t max (B)
Is appropriately selected and blended so as to satisfy the above.
まず、前記混合溶剤の具体例について説明する。
(混合溶剤)
本発明組成物においては、液晶配向膜形成用材料を溶解する溶媒として、表面張力が32mN/m以上の第1有機溶剤Aと、表面張力が32mN/m未満の第1有機溶剤Bとが用いられ、これらが混合されたことにより、混合溶剤が形成される。
First, specific examples of the mixed solvent will be described.
(Mixed solvent)
In the composition of the present invention, a first organic solvent A having a surface tension of 32 mN / m or more and a first organic solvent B having a surface tension of less than 32 mN / m are used as a solvent for dissolving the liquid crystal alignment film forming material. These are mixed to form a mixed solvent.
第1有機溶剤Aとしては、非プロトン性極性溶剤又はフェノール系溶剤であり、表面張力が32mN/m以上の溶剤の少なくとも一種が選択され、用いられる。非プロトン性極性溶剤としては、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、エーテル系溶媒、ニトリル系溶媒等が挙げられる。なかでも、スジムラがなく、平滑性に優れる高品質な液晶配向膜を効率よく形成できる観点から、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒の使用が好ましい。 The first organic solvent A is an aprotic polar solvent or a phenol solvent, and at least one solvent having a surface tension of 32 mN / m or more is selected and used. Examples of the aprotic polar solvent include amide solvents, sulfoxide solvents, ether solvents, nitrile solvents, and the like. Of these, amide solvents and sulfoxide solvents are preferably used from the viewpoint of efficiently forming a high-quality liquid crystal alignment film having no smoothness and excellent smoothness.
アミド系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチル尿素等が挙げられる。
スルホキシド系溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等が挙げられる。
Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoramide, tetramethylurea and the like.
Examples of the sulfoxide solvent include dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide.
また、フェノール系溶媒としては、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等のクレゾール;o−キシレノール、m−キシレノール、p−キシレノール等のキシレノール;フェノール;o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、o−ブロモフェノール、m−ブロモフェノール等のハロゲン化フェノール;等が挙げられる。
これらの中でも、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチル−アセトアミド、γ−ブチロラクトン、および炭酸プロピレンよりなる群から選択された少なくとも一種が好適に用いられる。
ここで、これら各溶剤の、沸点t(A)、及び25℃での表面張力は、以下の通りである。
・N−メチル−2−ピロリドン:
沸点;204℃ 表面張力;41mN/m
・N−エチル−2−ピロリドン:
沸点;218℃ 表面張力;40mN/m
・N,N−ジメチル−2−イミダゾリジノン:
沸点;225℃ 表面張力;38.6mN/m
・N,N−ジメチル−アセトアミド:
沸点;166℃ 表面張力;32.4mN/m
・γ−ブチロラクトン:
沸点;204℃ 表面張力;44mN/m
・炭酸プロピレン:
沸点;242℃ 表面張力;40.9mN/m
Examples of the phenolic solvent include cresols such as o-cresol, m-cresol, and p-cresol; xylenols such as o-xylenol, m-xylenol, and p-xylenol; phenol; o-chlorophenol, m-chlorophenol, halogenated phenols such as o-bromophenol and m-bromophenol;
Among these, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethyl-acetamide, γ-butyrolactone, and propylene carbonate At least one selected from the above is preferably used.
Here, the boiling point t (A) and the surface tension at 25 ° C. of these solvents are as follows.
N-methyl-2-pyrrolidone:
Boiling point: 204 ° C. Surface tension: 41 mN / m
N-ethyl-2-pyrrolidone:
Boiling point: 218 ° C Surface tension: 40 mN / m
N, N-dimethyl-2-imidazolidinone:
Boiling point: 225 ° C. Surface tension: 38.6 mN / m
N, N-dimethyl-acetamide:
Boiling point: 166 ° C. Surface tension: 32.4 mN / m
・ Γ-butyrolactone:
Boiling point: 204 ° C. Surface tension: 44 mN / m
・ Propylene carbonate:
Boiling point: 242 ° C Surface tension: 40.9 mN / m
これらの溶剤は、後述する液晶配向膜形成材料に対してより良好な溶解性を有する良溶媒であり、したがってこれらのうちの少なくとも一種を用いることにより、液晶配向膜形成材料に対する混合溶剤のより良好な溶解性を確保することができる。
ここで、このように表面張力が32mN/m以上であって表面張力が比較的大きい第1有機溶剤Aは、液晶配向膜の形成面となる基板表面に対して濡れ性が小さいものとなる。したがって、この第1有機溶剤Aだけしか配合しないと、これのみを配合した組成物は基板表面に対して濡れ性が悪く、十分な成膜ができなくなってしまう。
These solvents are good solvents having better solubility in the liquid crystal alignment film forming material to be described later. Therefore, by using at least one of them, the mixed solvent for the liquid crystal alignment film forming material is better. High solubility can be ensured.
Here, the first organic solvent A having a surface tension of 32 mN / m or more and a relatively large surface tension as described above has low wettability with respect to the substrate surface, which is the formation surface of the liquid crystal alignment film. Therefore, when only this first organic solvent A is blended, the composition blended with only this has poor wettability with respect to the substrate surface, and sufficient film formation cannot be performed.
そこで、本発明組成物においては、前記混合溶剤として、表面張力が32mN/m未満と比較的小さく、したがって濡れ性の良い第2有機溶剤Bを含有したものが用いられている。第2有機溶剤Bとしては、前記したように表面張力が32mN/m未満の溶剤の少なくとも一種が選択され、用いられる。
具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−アセトキシプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル等のエステル系溶媒;ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;等が挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
Therefore, in the composition of the present invention, a solvent containing the second organic solvent B having a relatively small surface tension of less than 32 mN / m and thus good wettability is used as the mixed solvent. As the second organic solvent B, as described above, at least one solvent having a surface tension of less than 32 mN / m is selected and used.
Specifically, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol), 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-acetoxypropane Alcohol solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and triethylene glycol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ethylene glycol monomethyl ether, diethyl ether, ethylene glycol methyl ether , Ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether Ether solvents such as ter (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, tetrahydrofuran; Ester solvents such as ethyl, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, diethyl malonate; dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4 -Dichlorobutane, trichloroethane, chlorbe Halogenated hydrocarbon solvents such as zen and o-dichlorobenzene; aliphatic hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane and n-octane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; Etc. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−アセトキシプロパン、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテルよりなる群から選択された少なくとも一種が好適に用いられる。
ここで、これら各溶剤の、沸点t(A)、及び25℃での表面張力は、以下の通りである。
・1−メトキシ−2−プロパノール
沸点;120℃ 表面張力;27.7mN/m
・1−メトキシ−2−アセトキシプロパン
沸点;145℃ 表面張力;26.7mN/m
・ブチルセロソルブ
沸点;170℃ 表面張力;27.4mN/m
・ジエチレングリコールエチルメチルエーテル
沸点;176℃ 表面張力;26.8mN/m
・ジエチレングリコールジエチルエーテル
沸点;188℃ 表面張力;29.7mN/m
Among these, at least one selected from the group consisting of 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-acetoxypropane, butyl cellosolve, and diethylene glycol diethyl ether is preferably used.
Here, the boiling point t (A) and the surface tension at 25 ° C. of these solvents are as follows.
1-methoxy-2-propanol Boiling point: 120 ° C. Surface tension: 27.7 mN / m
1-methoxy-2-acetoxypropane Boiling point: 145 ° C. Surface tension: 26.7 mN / m
Butyl cellosolve Boiling point: 170 ° C. Surface tension: 27.4 mN / m
Diethylene glycol ethyl methyl ether Boiling point: 176 ° C. Surface tension: 26.8 mN / m
Diethylene glycol diethyl ether Boiling point: 188 ° C. Surface tension: 29.7 mN / m
これらの溶剤は、後述する液晶配向膜形成材料に対しては良好な溶解性を示さず、したがって貧溶媒となるものの、前記したように基板表面に対しての濡れ性が大きいことから、液晶配向膜形成用組成物の濡れ広がり不足に起因する縦スジムラや、形成した液晶配向膜のエッジ部分におけるしみ上がり(隆起)を防止して得られる液晶配向膜を所望の厚さで均一に形成することができる。 These solvents do not show good solubility in the liquid crystal alignment film forming material described later, and thus become poor solvents, but have high wettability with respect to the substrate surface as described above. Uniformly forming a liquid crystal alignment film having a desired thickness by preventing vertical unevenness due to insufficient wetting and spreading of the film-forming composition and swelling (raising) at the edge of the liquid crystal alignment film formed. Can do.
このような第2有機溶剤Bの、前記混合溶剤全体に占める混合割合としては、1重量%以上50重量%以下であるのが好ましい。濡れ性が大きい第2有機溶剤Bを1重量%以上配合することで、液晶配向膜形成用組成物の基板(液晶配向膜形成面)に対する良好な濡れ性を確保することができ、これによりスジムラがなく、均質で平坦な液晶配向膜を形成することが可能となる。また、50重量%以下とすることで、貧溶媒である第2有機溶剤Bが混合溶剤中の過半を占めることがなく、これにより液晶配向膜形成材料に対する混合溶剤の良好な溶解性を確保し、良好な成膜性を得ることができる。 The mixing ratio of the second organic solvent B to the entire mixed solvent is preferably 1% by weight or more and 50% by weight or less. By blending 1% by weight or more of the second organic solvent B having high wettability, it is possible to ensure good wettability with respect to the substrate (liquid crystal alignment film forming surface) of the liquid crystal alignment film forming composition. Therefore, it is possible to form a uniform and flat liquid crystal alignment film. Moreover, the second organic solvent B, which is a poor solvent, does not occupy the majority of the mixed solvent by setting it to 50% by weight or less, thereby ensuring good solubility of the mixed solvent in the liquid crystal alignment film forming material. Good film formability can be obtained.
また、これら第1有機溶剤Aと第2有機溶剤Bとを含有してなる混合溶剤は、第1有機溶剤Aを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(A)とし、第2有機溶剤Bを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(B)とすると、tmax(A)>tmax(B)となるように、構成されている。
このように、各有機溶剤A、Bにおける最高沸点の関係を、tmax(A)の方がtmax(B)より高くなるようにしたので、本発明の組成物は、乾燥途中において良溶媒(第1有機溶剤A)が全て先に蒸発してしまい、残った乾燥途中の液が、貧溶媒(第2有機溶剤B)のみになるといったことが防止されている。これにより、溶質である固形分が乾燥途中で結晶化して析出してしまうことが防止され、乾燥後に得られる膜は均一で良好なものとなる。
In addition, the mixed solvent containing the first organic solvent A and the second organic solvent B has the maximum boiling point of the organic solvent constituting the first organic solvent A t max ( Assuming that the maximum boiling point of the organic solvent constituting the second organic solvent B is t max (B), t max (A)> t max (B). ,It is configured.
Thus, since the relationship between the maximum boiling points of the organic solvents A and B is such that t max (A) is higher than t max (B), the composition of the present invention is a good solvent during drying. It is prevented that all the (first organic solvent A) evaporates first and the remaining liquid in the middle of drying becomes only the poor solvent (second organic solvent B). Thereby, it is prevented that solid content which is a solute crystallizes and precipitates during drying, and the film obtained after drying becomes uniform and good.
次に、前記混合溶剤に溶解される、固形分となる液晶配向膜形成用材料について説明する。
(液晶配向膜形成用材料)
本発明組成物に用いられる液晶配向膜形成用材料としては、特に制限されず、従来公知の液晶配向膜形成用材料が使用できる。例えば、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Next, the liquid crystal alignment film forming material that is dissolved in the mixed solvent and has a solid content will be described.
(Liquid crystal alignment material)
The material for forming a liquid crystal alignment film used in the composition of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known material for forming a liquid crystal alignment film can be used. Examples thereof include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polysiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meth) acrylate, and the like.
これらの中でも、優れた液晶配向能を有する配向膜を形成できる等の理由から、前記式(I)で示される繰り返し単位、及び前記式(II)で示される繰り返し単位から選ばれる少なくとも一種を有する重合体であるのが好ましい。 Among these, it has at least one selected from the repeating unit represented by the formula (I) and the repeating unit represented by the formula (II) for the reason that an alignment film having excellent liquid crystal alignment ability can be formed. A polymer is preferred.
このような重合体としては、(i)前記式(I)で示される繰り返し単位を有するポリアミック酸、(ii)前記式(II)で示される繰り返し単位を有するイミド化重合体、(iii)前記式(I)で示される繰り返し単位を有するアミック酸プレポリマーと、前記式(II)で示される繰り返し単位を有するイミドプレポリマーとを有してなるブロック共重合体等が挙げられる。これらは単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。二種以上を組み合わせて用いる場合には、ポリアミック酸とイミド化重合体とを混合して用いるのが好ましい。 Examples of such a polymer include (i) a polyamic acid having a repeating unit represented by the formula (I), (ii) an imidized polymer having a repeating unit represented by the formula (II), Examples thereof include a block copolymer having an amic acid prepolymer having a repeating unit represented by the formula (I) and an imide prepolymer having a repeating unit represented by the formula (II). These may be used alone or in combination of two or more. When using in combination of 2 or more types, it is preferable to mix and use a polyamic acid and an imidized polymer.
(i)ポリアミック酸
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。
ポリアミック酸の合成に用いるテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジクロロ−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボニル−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−ジ無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5,8−ジメチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3−オキサビシクロ[3,2,1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3'−(テトラヒドロフラン−2',5'−ジオン)、下記式(1)及び(2)で示される化合物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物;
(I) Polyamic acid A polyamic acid can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine.
Examples of tetracarboxylic dianhydrides used for the synthesis of polyamic acid include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride. Anhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2 , 3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexane Tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracar Acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarbonyl-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 2,3, 4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c]- Furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c]- Furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c]- Furan-1,3-dione, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-7-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-7-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-8-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-8-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-5,8-dimethyl-5 (tetra Dro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene -1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-oxabicyclo [3,2, 1] Alicyclic tetracarboxylic acid such as octane-2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), compounds represented by the following formulas (1) and (2) Dianhydride;
ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物;
ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4'−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4'−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4'−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3',4,4'−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4'−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4'−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、プロピレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,4−ブタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,8−オクタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(アンヒドロトリメリテート)、下記式(3)〜(6)で表されるステロイド骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらは1種単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as butanetetracarboxylic dianhydride;
Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis ( 3,4-dicar Boxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (Phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4 , 4′-diphenyl ether dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis (anhydro trimellitate), propylene glycol-bis (anhydro trimellitate) 1,4-butanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,6-hexanediol-bis (anhydride) Trimellitate), 1,8-octanediol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis (anhydrotrimellitate), the following formulas (3) to (6) An aromatic tetracarboxylic dianhydride such as an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a steroid skeleton represented by These can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミック酸の合成に用いるジアミンとしては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルエタン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、2,2'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、4,4'−ジアミノベンズアニリド、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4'−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4'−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、3,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,3'−ジアミノベンゾフェノン、3,4'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロアントラセン、2,7−ジアミノフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4'−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2',5,5'−テトラクロロ−4,4'−ジアミノビフェニル、2,2'−ジクロロ−4,4'−ジアミノ−5,5'−ジメトキシビフェニル、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジアミノビフェニル、1,4,4'−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4'−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2'−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4'−ジアミノ−2,2'−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4'−ビス[(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン; Examples of the diamine used for the synthesis of polyamic acid include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4, 4'-diaminodiphenyl sulfone, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4 ' -Diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4'-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 6- Amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 3,4′-diaminodiphenyl ether 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene 2,7-diaminofluorene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-methylene-bis (2-chloro) Nilin), 2,2 ′, 5,5′-tetrachloro-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-dichloro-4,4′-diamino-5,5′-dimethoxybiphenyl, 3,3 ′ -Dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 1,4,4 '-(p-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4'-(m-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 2,2'-bis [4- (4-Amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4′-bis [(4-amino- Aromatic diamines such as 2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl;
1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6.2.1.02,7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4'−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂肪族及び脂環式ジアミン; 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1 , 4-diaminocyclohexane, isophorone diamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene methylene diamine, tricyclo [6.2.1.02,7] -undecylenedimethyl diamine, 4, Aliphatic and cycloaliphatic diamines such as 4'-methylenebis (cyclohexylamine);
2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジメチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、6,9−ジアミノ−2−エトキシアクリジンラクテート、3,8−ジアミノ−6−フェニルフェナントリジン、1,4−ジアミノピペラジン、3,6−ジアミノアクリジン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミン等の、分子内に2つの1級アミノ基及び該1級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン;式(7) 2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 5,6-diamino-2,3-dicyanopyrazine, 5,6-diamino-2,4 -Dihydroxypyrimidine, 2,4-diamino-6-dimethylamino-1,3,5-triazine, 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, 2,4-diamino-6-isopropoxy-1,3 , 5-triazine, 2,4-diamino-6-methoxy-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-methyl -S-triazine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 4,6-diamino-2-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino-5-phenylthiazole, 2,6- Aminopurine, 5,6-diamino-1,3-dimethyluracil, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 6,9-diamino-2-ethoxyacridine lactate, 3,8-diamino-6 Two primary amino groups in the molecule, such as phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3,6-diaminoacridine, bis (4-aminophenyl) phenylamine, and nitrogen atoms other than the primary amino group A diamine having the formula:
また、本発明組成物にプレチルト角発現性を付与したい場合には、前記式(I)におけるQ1及び/又は前記式(II)におけるQ2の一部又は全部が、下記式(8)及び(9)で表される少なくとも一種の基であることが好ましい。 When it is desired to impart pretilt angle expression to the composition of the present invention, a part or all of Q 1 in the above formula (I) and / or Q 2 in the above formula (II) is represented by the following formula (8) and It is preferably at least one group represented by (9).
前記式(8)において、R14で表される炭素数10〜20のアルキル基としては、例えば、n−デシル基、n−ドデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基等が挙げられる。 In the formula (8), examples of the alkyl group having 10 to 20 carbon atoms represented by R 14 include an n-decyl group, an n-dodecyl group, an n-pentadecyl group, an n-hexadecyl group, and an n-octadecyl group. , N-eicosyl group and the like.
また、前記式(8)におけるR14、及び前記式(9)におけるR15で表される炭素数4〜40の脂環式骨格を有する有機基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロデカン等のシクロアルカン由来の脂環式骨格を有する基;コレステロール、コレスタノール等のステロイド骨格を有する基;ノルボルネン、アダマン
タン等の有橋脂環式骨格を有する基等が挙げられる。なお、前記脂環式骨格を有する有機基は、ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子や、フルオロアルキル基、好ましくはトリフルオロメチル基で置換された基であってもよい。
Examples of the organic group having an alicyclic skeleton having 4 to 40 carbon atoms represented by R 14 in the formula (8) and R 15 in the formula (9) include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, A group having a cycloalkane-derived alicyclic skeleton such as cyclodecane; a group having a steroid skeleton such as cholesterol or cholestanol; a group having a bridged alicyclic skeleton such as norbornene or adamantane. The organic group having an alicyclic skeleton may be a group substituted with a halogen atom, preferably a fluorine atom, or a fluoroalkyl group, preferably a trifluoromethyl group.
さらに、前記式(8)におけるR14で表される炭素数6〜20のフッ素原子を有する有機基としては、例えば、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基等の炭素数6以上の直鎖状アルキル基;シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の炭素数6以上の脂環式炭化水素基;フェニル基、ビフェニル基等の炭素数6以上の芳香族炭化水素基等の有機基における水素原子の一部又は全部を、フッ素原子又はトリフルオロメチル基等のフルオロアルキル基で置換した基が挙げられる。 Furthermore, examples of the organic group having a fluorine atom having 6 to 20 carbon atoms represented by R 14 in the formula (8) include 6 carbon atoms such as an n-hexyl group, an n-octyl group, and an n-decyl group. In the above linear alkyl group; an alicyclic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms such as a cyclohexyl group or a cyclooctyl group; an organic group such as an aromatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms such as a phenyl group or a biphenyl group Examples include a group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group.
また、前記式(8)及び(9)におけるX1〜X3のアリーレン基としては、フェニレン基、トリレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。 As the arylene group X 1 to X 3 in the formula (8) and (9), a phenylene group, a tolylene group, a biphenylene group, and naphthylene group.
前記式(8)で表される基を有するジアミンの具体例としては、ドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、下記式(10)〜(15)で表される化合物を好ましいものとして挙げることができる。 Specific examples of the diamine having the group represented by the formula (8) include dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2, Preferred examples include 4-diaminobenzene and compounds represented by the following formulas (10) to (15).
また、前記式(9)で表される基を有するジアミンの具体例としては、下記式(16)〜(18)で表されるジアミンを好ましいものとして挙げることができる。 Specific examples of the diamine having a group represented by the formula (9) include diamines represented by the following formulas (16) to (18).
特定ジアミンの全ジアミン量に対する使用割合は、発現させたいプレチルト角の大きさによっても異なるが、TN型、STN型液晶表示素子の場合には0〜5モル%、垂直配向型液晶表示素子の場合には5〜100モル%が好ましい。 The use ratio of the specific diamine with respect to the total amount of diamine varies depending on the size of the pretilt angle to be expressed. 5 to 100 mol% is preferable.
ポリアミック酸は、上述したテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、適当な有機溶媒中、通常−20℃〜+150℃、好ましくは0〜100℃で反応させることにより、製造することができる。 The polyamic acid can be produced by reacting the above-described tetracarboxylic dianhydride and diamine in an appropriate organic solvent, usually at -20 ° C to + 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C.
テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、より好ましくは0.3〜1.2当量となる割合である。 The proportion of tetracarboxylic dianhydride and diamine used is preferably such that the proportion of the acid anhydride group of tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2 equivalents relative to 1 equivalent of amino group of diamine. Is a ratio of 0.3 to 1.2 equivalents.
ポリアミック酸の合成反応に用いる有機溶媒としては、ポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はない。例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド等の非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒;等が挙げられる。 The organic solvent used for the polyamic acid synthesis reaction is not particularly limited as long as it can dissolve the polyamic acid. For example, aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide; And phenolic solvents such as cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol;
有機溶媒の使用量(α)は、通常、テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の総量(β)が、反応溶液の全量(α+β)に対して0.1〜30重量%になるような量であることが好ましい。 The amount of organic solvent used (α) is usually such that the total amount (β) of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound is 0.1 to 30% by weight based on the total amount of the reaction solution (α + β). It is preferable that
なお、前記有機溶媒には、ポリアミック酸の貧溶媒を、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で併用することができる。 In addition, the poor solvent of a polyamic acid can be used together with the said organic solvent in the range in which the polyamic acid to produce | generate does not precipitate.
ポリアミック酸の貧溶媒としては、前記、液晶配向膜形成用材料の貧溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the poor solvent for the polyamic acid include those exemplified as the poor solvent for the material for forming a liquid crystal alignment film. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミック酸を含む反応液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧下乾燥することにより、ポリアミック酸を単離することができる。
また、得られたポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解させ、次いで貧溶媒で析出させる工程を1回又は数回行うことにより、ポリアミック酸を精製することができる。
A polyamic acid can be isolated by pouring a reaction solution containing a polyamic acid into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and drying the precipitate under reduced pressure.
Moreover, a polyamic acid can be refine | purified by performing the process made to melt | dissolve the obtained polyamic acid in an organic solvent again, and to precipitate with a poor solvent once or several times.
(ii)イミド化重合体
イミド化重合体は、前記ポリアミック酸を、公知の方法、例えば、特開2003−295195号公報に記載された方法により脱水閉環させることにより得ることができる。なお、イミド化重合体は、繰り返し単位の100%が脱水閉環していなくてもよく、全繰り返し単位におけるイミド環を有する繰り返し単位の割合(以下、「イミド化率」ともいう。)が100%未満のものであってもよい。
(Ii) Imidized polymer The imidized polymer can be obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid by a known method, for example, a method described in JP-A No. 2003-295195. In the imidized polymer, 100% of the repeating units may not be dehydrated and closed, and the ratio of the repeating units having an imide ring in all the repeating units (hereinafter also referred to as “imidation rate”) is 100%. It may be less.
イミド化重合体のイミド化率は特に制限されないが、好ましくは40モル%以上、より好ましくは70モル%以上である。イミド化率が40モル%以上の重合体を用いることによって、残像消去時間の短い液晶配向膜が形成可能な液晶配向膜形成用組成物を得ることができる。 The imidation rate of the imidized polymer is not particularly limited, but is preferably 40 mol% or more, more preferably 70 mol% or more. By using a polymer having an imidization ratio of 40 mol% or more, a liquid crystal alignment film forming composition capable of forming a liquid crystal alignment film having a short afterimage erasing time can be obtained.
本発明で用いる重合体は、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。この末端修飾型の重合体を用いることにより、本発明の効果が損われることなく液晶配向膜形成用組成物の塗布適性等を改善することができる。 The polymer used in the present invention may be a terminal-modified type having a controlled molecular weight. By using this terminal-modified polymer, it is possible to improve the application suitability of the composition for forming a liquid crystal alignment film without impairing the effects of the present invention.
このような末端修飾型の重合体は、ポリアミック酸を合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物等を反応系に添加することにより合成することができる。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物等が挙げられる。また、モノアミン化合物としては、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシルアミン、n−エイコシルアミン等が挙げられる。また、モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等が挙げられる。 Such a terminal-modified polymer can be synthesized by adding an acid monoanhydride, a monoamine compound, a monoisocyanate compound or the like to the reaction system when synthesizing a polyamic acid. Here, examples of the acid monoanhydride include maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decylsuccinic anhydride, n-dodecylsuccinic anhydride, n-tetradecylsuccinic anhydride. , N-hexadecyl succinic anhydride and the like. Examples of monoamine compounds include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, and n-undecylamine. , N-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine and the like. . Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
(iii)ブロック共重合体
ブロック共重合体は、末端にアミノ基又は酸無水物基を有するアミック酸プレポリマーと、末端に酸無水物基又はアミノ基を有するイミドプレポリマーとをそれぞれ合成し、各プレポリマーの末端のアミノ基と酸無水物基を結合させることにより、得ることができる。
(Iii) Block copolymer The block copolymer synthesizes an amic acid prepolymer having an amino group or an acid anhydride group at the terminal and an imide prepolymer having an acid anhydride group or an amino group at the terminal, It can be obtained by bonding an amino group at the end of each prepolymer and an acid anhydride group.
アミック酸プレポリマーは、上述したポリアミック酸の合成方法と同様の方法により合成することができる。また、イミドプレポリマーは、上述したイミド化重合体の合成方法と同様にして合成することができる。なお、末端に有する官能基の選択は、ポリアミック酸合成時のテトラカルボン酸二無水物とジアミンの量を調整することにより行うことができる。 The amic acid prepolymer can be synthesized by the same method as the polyamic acid synthesis method described above. Further, the imide prepolymer can be synthesized in the same manner as the above-described imidized polymer synthesis method. The functional group at the end can be selected by adjusting the amounts of tetracarboxylic dianhydride and diamine during polyamic acid synthesis.
本発明組成物には、基板表面に対する接着性を向上させる目的で、前記混合溶剤及び液晶配向膜形成用材料の他に、官能性シラン含有化合物又はエポキシ基含有化合物を含有させてもよい。 In order to improve the adhesion to the substrate surface, the composition of the present invention may contain a functional silane-containing compound or an epoxy group-containing compound in addition to the mixed solvent and the liquid crystal alignment film forming material.
用いる官能性シラン含有化合物、エポキシ基含有化合物としては、特に制限なく、従来公知のものを使用することができる。これら官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物の配合割合は、液晶配向膜形成用材料100重量部に対して、通常、40重量部以下、好ましくは30重量部以下である。 There are no particular limitations on the functional silane-containing compound and epoxy group-containing compound used, and conventionally known compounds can be used. The mixing ratio of these functional silane-containing compound and epoxy group-containing compound is usually 40 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal alignment film forming material.
本発明組成物は、前記液晶配向膜形成用材料及び所望により官能性シラン含有化合物等を、前記混合溶媒に溶解又は分散、好ましくは溶解させることによって製造することができる。 The composition of the present invention can be produced by dissolving or dispersing, preferably dissolving, the liquid crystal alignment film-forming material and optionally a functional silane-containing compound in the mixed solvent.
本発明組成物における、前記液晶配向膜形成用材料からなる固形分の濃度については、粘性や表面張力等を考慮して選択されるが、好ましくは1重量%以上10重量%以下の範囲とされる。固形分濃度が1重量%未満であると、得られる配向膜の膜厚が薄くなりすぎ、良好な液晶配向膜とならなくなるおそれがあるからである。また、固形分濃度が10重量%を超えると、得られる配向膜の膜厚が厚くなりすぎ、やはり良好な液晶配向膜とならなくなるおそれがあるとともに、液晶配向膜形成用組成物の粘性が増大し、液滴吐出法による吐出性が低下するからである。 The solid content concentration of the liquid crystal alignment film-forming material in the composition of the present invention is selected in consideration of viscosity, surface tension, etc., but is preferably in the range of 1 wt% to 10 wt%. The This is because if the solid content concentration is less than 1% by weight, the resulting alignment film is too thin and may not be a good liquid crystal alignment film. In addition, if the solid content concentration exceeds 10% by weight, the resulting alignment film becomes too thick, which may not be a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal alignment film forming composition increases. This is because the discharge performance by the droplet discharge method is lowered.
本発明組成物の粘度については、特に制限されないものの、3mPa・s以上20mPa・s以下(20℃)の範囲に調整しておくのが好ましい。この範囲に粘度を調整することにより、流動性が良好となり、したがって液滴吐出法による良好で安定したな吐出性を確保することができる。
また、本発明組成物の表面張力については、特に制限されないものの、30mN/m以上45mN/m以下(20℃)の範囲に調整しておくのが好ましい。この範囲に表面張力を調整することにより、基板表面への濡れ性が良好となり、したがって液滴吐出法によって均一な厚みの液晶配向膜を効率よく形成することができる。
Although it does not restrict | limit especially about the viscosity of this invention composition, It is preferable to adjust to the range of 3 mPa * s or more and 20 mPa * s or less (20 degreeC). By adjusting the viscosity within this range, the fluidity is improved, and therefore a good and stable ejection property by the droplet ejection method can be ensured.
Further, the surface tension of the composition of the present invention is not particularly limited, but it is preferably adjusted in the range of 30 mN / m to 45 mN / m (20 ° C.). By adjusting the surface tension within this range, the wettability to the substrate surface is improved, and therefore a liquid crystal alignment film having a uniform thickness can be efficiently formed by the droplet discharge method.
本発明組成物によれば、液滴吐出法によって基板(液晶配向膜形成面)に配することにより、前述したようにスジムラがなく、均質で平坦な液晶配向膜を得ることができ、また、液晶配向膜のエッジ部分でのしみ上がり(隆起)を低減しているので、高品質な液晶配向膜を効率よく形成することができる。したがって、特に基板に対する濡れ性が非常に悪い垂直配向剤、すなわち、誘電異方性が負の液晶に対する液晶配向膜形成用組成物を用いた場合でも、これを含有する本発明の液晶配向膜形成用組成物はその濡れ性が十分良好になり、これによって高品質な液晶配向膜の形成が可能になる。したがって、本発明の液晶配向膜形成用組成物を用いることにより、高品質な液晶表示装置を製造することができる。 According to the composition of the present invention, it is possible to obtain a uniform and flat liquid crystal alignment film without streaks as described above by disposing on the substrate (liquid crystal alignment film forming surface) by a droplet discharge method. Since the swelling (bump) at the edge portion of the liquid crystal alignment film is reduced, a high-quality liquid crystal alignment film can be efficiently formed. Therefore, even when a vertical alignment agent having very poor wettability to a substrate, that is, a liquid crystal alignment film forming composition for a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used, the liquid crystal alignment film formation of the present invention containing the same is used. The composition for use has sufficiently good wettability, which makes it possible to form a high-quality liquid crystal alignment film. Therefore, a high-quality liquid crystal display device can be manufactured by using the composition for forming a liquid crystal alignment film of the present invention.
次に、本発明の液晶配向膜形成用組成物を用いた液晶表示装置の製造方法について説明する。
本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記した本発明組成物を、液滴吐出法で基板表面に塗布し、液晶配向膜を形成する工程を有している。
Next, the manufacturing method of the liquid crystal display device using the composition for liquid crystal aligning film formation of this invention is demonstrated.
The method for producing a liquid crystal display device of the present invention includes a step of applying the above-described composition of the present invention to the substrate surface by a droplet discharge method to form a liquid crystal alignment film.
本発明の液晶表示装置の製造方法は、例えば、図1に示す液晶表示装置の製造ラインを用いて実施することができる。
図1に示すように、液晶表示装置製造ラインIは、各工程においてそれぞれ用いられる洗浄装置1、親液化処理装置2、液滴吐出装置3a、乾燥装置4、焼成装置5、ラビング装置6、液滴吐出装置3b、液滴吐出装置3c、貼り合せ装置7、各装置を接続するベルトコンベアA、ベルトコンベアAを駆動させる駆動装置8、及び液晶表示装置製造ラインI全体の制御を行う制御装置9により構成されている。
The method for producing a liquid crystal display device of the present invention can be carried out, for example, using the production line for the liquid crystal display device shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device production line I includes a cleaning device 1, a lyophilic processing device 2, a
本発明に用いる液滴吐出装置の例を図2に示す。図2は、インクジェット式の吐出装置3aの構成の概略を示す図である。吐出装置3aとしては、いわゆるインクジェット方式の吐出装置であれば、特に制限されない。例えば、ピエゾ素子を利用する圧縮により、液滴の吐出を行うピエゾ方式の吐出装置や、加熱発泡により気泡を発生し、液滴の吐出を行うサーマル方式の吐出装置等が挙げられる。
An example of a droplet discharge device used in the present invention is shown in FIG. FIG. 2 is a diagram showing an outline of the configuration of the ink jet
この吐出装置3aは、基板上に吐出物(本発明組成物)を吐出するインクジェットヘッド22を備えている。このインクジェットヘッド22は、ヘッド本体24及び吐出物を吐出する多数のノズルが形成されているノズル形成面26を備えている。このノズル形成面26のノズルから、基板上に前記した本発明組成物が吐出される。
The
吐出装置3aは、基板を載置するテーブル28を備えている。このテーブル28は、所定の方向、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能に設置されている。また、テーブル28は、図中矢印で示すようにX軸に沿った方向に移動することにより、ベルトコンベアAにより搬送される基板をテーブル28上に載置して吐出装置3a内に取り込む。
The
また、インクジェットヘッド22には、ノズル形成面26に形成されているノズルから吐出される吐出物を収容しているタンク30が接続されている。すなわち、タンク30とインクジェットヘッド22とは、吐出物を搬送する吐出物搬送管32によって接続されている。
The
この吐出物搬送管32は、吐出物搬送管32の流路内の帯電を防止するための吐出物流路部アース継手32aとヘッド部気泡排除弁32bとを備えている。このヘッド部気泡排除弁32bは、後述する吸引キャップ40により、インクジェットヘッド22内の吐出物を吸引する場合に用いられる。すなわち、吸引キャップ40によりインクジェットヘッド22内の吐出物を吸引するときは、このヘッド部気泡排除弁32bを閉状態にし、タンク30側から吐出物が流入しない状態にする。そして、吸引キャップ40で吸引すると、吸引される吐出物の流速が上がり、インクジェットヘッド22内の気泡が速やかに排出されることになる。
The discharge
吐出装置3aは、タンク30内に収容されている吐出物の収容量、すなわち、タンク30内に収容されている吐出物(本発明組成物)の液面34aの高さを制御するための液面制御センサ36を備えている。この液面制御センサ36は、インクジェットヘッド22が備えるノズル形成面26の先端部27とタンク30内の液面34aとの高さの差h(以下、水頭値という)を所定の範囲内に保つ制御を行う。液面34aの高さを制御することで、タンク30内の吐出物34が所定の範囲内の圧力でインクジェットヘッド22に送られることになる。そして、所定の範囲内の圧力で吐出物34を送ることで、インクジェットヘッド22から安定的に吐出物34を吐出することができる。
The
また、インクジェットヘッド22のノズル形成面26に対向して一定の距離を隔てて、インクジェットヘッド22のノズル内の吐出物を吸引する吸引キャップ40が配置されている。この吸引キャップ40は、図3中に矢印で示すZ軸に沿った方向に移動可能に構成されており、ノズル形成面26に形成された複数のノズルを囲むようにノズル形成面26
に密着し、ノズル形成面26との間に密閉空間を形成してノズルを外気から遮断できる構成となっている。
In addition, a
The nozzle can be blocked from outside air by forming a sealed space between the
なお、吸引キャップ40によるインクジェットヘッド22のノズル内の吐出物の吸引は、インクジェットヘッド22が吐出物34を吐出していない状態、例えば、インクジェットヘッド22が、退避位置等に退避しており、テーブル28が破線で示す位置に退避しているときに行われる。
In addition, the suction of the ejected matter in the nozzles of the
また、この吸引キャップ40の下方には、流路が設けられており、この流路には、吸引バルブ42、吸引異常を検出する吸引圧検出センサ44及びチューブポンプ等からなる吸引ポンプ46が配置されている。また、この吸引ポンプ46等で吸引され、流路を搬送されてきた吐出物34は、廃液タンク48内に収容される。
なお、以下に述べる説明では、液滴吐出装置3b、3cは、吐出する材料が異なる点を除き、吐出装置3aと同じ構成のものを使用している。
A flow path is provided below the
In the following description, the
次に、本発明を、図3に示す液晶表示装置を製造する場合を例にとって詳細に説明する。図3は、本実施形態により製造される液晶表示装置の断面の概略を示す図である。
図3に示す液晶表示装置は、パッシブマトリクス方式の半透過反射型カラー液晶表示装置である。液晶表示装置50は、ガラス、プラスチック等からなる矩形平板形状の下基板52aと、上基板52bとがシール材及びスペーサ(図示せず)を介して対向配置され、この下基板52aと上基板52bとの間に液晶層56が挟持されている。
Next, the present invention will be described in detail taking as an example the case of manufacturing the liquid crystal display device shown in FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the liquid crystal display device manufactured according to this embodiment.
The liquid crystal display device shown in FIG. 3 is a passive matrix transflective color liquid crystal display device. In the liquid
下基板52aと液晶層56との間には、下基板52aの側から複数のセグメント電極58及び液晶配向膜60が形成されている。セグメント電極58は、図3に示すように、ストライプ状に形成されており、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide、以下、「ITO」という。)等の透明導電膜により形成されている。また、液晶配向膜60は、液晶配向膜形成用材料により形成されている。
A plurality of
また、上基板52bと液晶層56との間には、上基板52b側から順に、カラーフィルタ62、オーバーコート膜66、コモン電極68及び液晶配向膜70が形成されている。カラーフィルタ62は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色素層62r、62g、62bから構成されており、カラーフィルタ62を構成する各色素層62r、62g、62bの間(境界)には、樹脂ブラックや光の反射率が低いクロム(Cr)等の金属により構成されるブラックマトリクス64が形成されている。なお、カラーフィルタ62を構成する各色素層62r、62g、62bは下基板52aに形成されているセグメント電極58に対向して配置されている。
A
オーバーコート膜66は、各色素層62r、62g、62b間の段差を平坦化すると共に各色素層の表面を保護するものであり、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン酸化膜等の無機膜により形成されている。
コモン電極68は、ITO等の透明導電膜から形成されており、下基板52aに形成されているセグメント電極58と直交する位置にストライプ状に形成されている。
また、液晶配向膜70は、ポリイミド樹脂等により形成されている。
The overcoat film 66 flattens the steps between the
The
The liquid
図3に示す液晶表示装置は、図4に示すように、(S10)〜(S19)の各ステップを経て製造することができる。以下、各ステップを順に説明する。 The liquid crystal display device shown in FIG. 3 can be manufactured through steps (S10) to (S19) as shown in FIG. Hereinafter, each step will be described in order.
(S10)
まず、液晶配向膜を形成する基板を用意する。
基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート等のプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなる膜、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜等を用いることができる。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法や予めマスクを用いる方法が用いられる。本実施形態においては、セグメント電極58が形成された下基板52aを用いる。
(S10)
First, a substrate for forming a liquid crystal alignment film is prepared.
As the substrate, for example, glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, or polycarbonate can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of the substrate, a film made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), or the like can be used. For patterning these transparent conductive films, a photo-etching method or a method using a mask in advance is used. In the present embodiment, the
次に、この基板の配向膜を形成する表面を洗浄する(S10)。すなわち、セグメント電極58が形成された下基板52aが、ベルトコンベアAにより洗浄装置1まで搬送され、ベルトコンベアAにより搬送された下基板52aが洗浄装置1内に取り込まれ、アルカリ系洗剤、純水等を用いて下基板52aが洗浄された後、所定の温度及び時間、例えば、80〜90℃で5〜10分間、乾燥処理が行われる。
洗浄及び乾燥が行われた下基板52aは、ベルトコンベアAにより親液化処理装置2まで搬送される。
Next, the surface of the substrate on which the alignment film is formed is washed (S10). That is, the
The
(S11)
次に、洗浄及び乾燥が行われた基板表面が親液化処理される(S11)。すなわち、ベルトコンベアAにより親液化処理装置2まで搬送された基板、例えば、下基板52aが、親液化処理装置2内に取り込まれ、紫外線照射又はプラズマ処理により表面が親液化処理される。親液化処理を施すことにより、液晶配向膜形成用組成物(本発明組成物)のぬれ性がさらに向上し、より均一、平坦でかつ密着性に優れる液晶配向膜を基板上に形成することができる。
(S11)
Next, the cleaned and dried substrate surface is subjected to a lyophilic process (S11). That is, the substrate, for example, the
(S12)
次に、S11において親液化処理された基板上に本発明組成物が塗布される(S12)。すなわち、まず、ベルトコンベアAにより液滴吐出装置3aまで搬送された基板、例えば、下基板52aが、テーブル28に載置されて液滴吐出装置3a内に取り込まれる。液滴吐出装置3a内においては、タンク30内に収容されている本発明組成物がノズル形成面26のノズルを介して吐出され、下基板52a上に本発明組成物が塗布される。
(S12)
Next, the composition of the present invention is applied on the lyophilic substrate in S11 (S12). That is, first, a substrate, for example, the
(S13)
次に、基板に塗布された本発明組成物を仮乾燥する処理が行われる(S13)。すなわち、ベルトコンベアAにより乾燥装置4まで搬送された基板、例えば、下基板52aが乾燥装置4内に取り込まれ、例えば、60〜200℃で仮乾燥が行われる。
塗布された本発明組成物の仮乾燥が行われた下基板52aは、ベルトコンベアAへと移され、ベルトコンベアAにより焼成装置5へと搬送される。
(S13)
Next, a process of temporarily drying the composition of the present invention applied to the substrate is performed (S13). That is, the board | substrate conveyed to the drying apparatus 4 by the belt conveyor A, for example, the lower board |
The
(S14)
次に、仮乾燥が行われた本発明組成物を焼成する処理が行われる(S14)。すなわち、ベルトコンベアAにより焼成装置5まで搬送された基板、例えば、下基板52aが焼成装置5内に取り込まれ、例えば、180〜250℃に焼成する処理がなされる。
(S14)
Next, the process of baking this invention composition by which temporary drying was performed is performed (S14). That is, the substrate conveyed to the
なお、ポリアミック酸を含有する液晶配向膜形成用組成物(本発明組成物)を使用する場合には、この焼成する処理によって脱水閉環が進行し、よりイミド化された塗膜となる場合がある。
形成される塗膜の膜厚は、通常0.001〜1μmであり、好ましくは0.005〜0.5μmである。
以上のようにして、図5に示すように、本発明組成物の塗膜60aが形成された下基板52aを得る。
この下基板52aは、ベルトコンベアAへと移され、ベルトコンベアAによりラビング装置6へと搬送される。
In addition, when using the composition for liquid crystal aligning film formation (this invention composition) containing a polyamic acid, spin-drying | dehydration cyclization advances by this baking process and it may become a more imidized coating film. .
The film thickness of the coating film to be formed is usually 0.001 to 1 μm, preferably 0.005 to 0.5 μm.
As described above, as shown in FIG. 5, the
The
(S15)
次に、基板上に形成された本発明組成物の塗膜60aのラビング処理が行われる(S15)。すなわち、ベルトコンベアAによりラビング装置6まで搬送された基板、例えば、下基板52aがラビング装置6内に取り込まれ、例えばナイロン、レーヨン、コットン等の繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を行う。これにより、図6に示すように、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜60が形成される。
(S15)
Next, the rubbing process of the
また、本発明組成物により形成された液晶配向膜に、例えば特開平6−222366号公報や特開平6−281937号公報に示されているような、紫外線を部分的に照射することによってプレチルト角を変化させるような処理、あるいは特開平5−107544号公報に示されているような、ラビング処理を施した液晶配向膜表面にレジスト膜を部分的に形成し、先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去して、液晶配向膜の液晶配向能を変化させるような処理を行うことによって、液晶表示素子の視界特性を改善することもできる。 Further, a pretilt angle is obtained by partially irradiating a liquid crystal alignment film formed of the composition of the present invention with ultraviolet rays as disclosed in, for example, JP-A-6-222366 and JP-A-6-281937. A resist film is partially formed on the surface of the liquid crystal alignment film that has been subjected to rubbing treatment, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-107544, in a direction different from the previous rubbing treatment. The visibility characteristics of the liquid crystal display element can be improved by removing the resist film after the rubbing process and performing a process for changing the liquid crystal alignment ability of the liquid crystal alignment film.
(S16)
液晶配向膜60が形成された下基板52aは、ベルトコンベアAへと移され、ベルトコンベアAにより液滴吐出装置3bまで搬送され、液滴吐出装置3b内に取り込まれる。液滴吐出装置3bにおいては、図7(a)、(b)に示すように、ラビング処理された液晶配向膜60上の液晶表示領域Bを取り囲むように、シール層形成用溶液が塗布される(S16)。図7において、59aは、シール層形成用溶液の塗膜である。なお、図7(a)は工程上面図であり、図7(b)は水平方向から見た工程断面図である。
(S16)
The
ここで、シール層形成用溶液としては、下基板と上基板とを接合するための接着剤として従来公知のものを使用することができる。例えば、電離放射線硬化性樹脂等を含有する液滴(電離放射線硬化性樹脂組成物)、熱硬化性樹脂等を含有する液滴(熱硬化性樹脂組成物)が挙げられ、作業性に優れることから電離放射線硬化性樹脂組成物の使用が好ましい。熱硬化性樹脂組成物や電離放射線硬化性樹脂組成物としては、特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。 Here, as the solution for forming the seal layer, a conventionally known adhesive can be used as an adhesive for joining the lower substrate and the upper substrate. For example, droplets containing an ionizing radiation curable resin (ionizing radiation curable resin composition), droplets containing a thermosetting resin (thermosetting resin composition), and the like are excellent in workability. From the above, the use of an ionizing radiation curable resin composition is preferred. The thermosetting resin composition and the ionizing radiation curable resin composition are not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
(S17)
次に、シール層形成用溶液が塗布された基板は、ベルトコンベアAへと移され、ベルトコンベアAにより、液滴吐出装置3cまで搬送された基板が液滴吐出装置3c内に取り込まれる。液滴吐出装置3cにおいては、図8に示すように、前記シール層形成用溶液の塗膜59aで囲まれた液晶層形成領域Aに、液晶材料56が塗布される(S17)。
(S17)
Next, the substrate coated with the seal layer forming solution is transferred to the belt conveyor A, and the substrate conveyed to the droplet discharge device 3c is taken into the droplet discharge device 3c by the belt conveyor A. In the droplet discharge device 3c, as shown in FIG. 8, the
ここで、液晶材料56としては、特に制限されず、従来公知のものが使用できる。
液晶モードとしては、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、HAN(Hybrid Alignment Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型、MVA(Multiple Vertical Alignment)型、IPS(In Plane Switching)型、OCB(Optical Compensated Bend)型等が挙げられる。
Here, the
Liquid crystal modes include TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), HAN (Hybrid Alignment Nematic), VA (Vertical Alignment), MVA (Multiple Alignment). OCB (Optical Compensated Bend) type and the like.
また、液晶材料はスペーサーを含有するものであってもよい。スペーサーは液晶層の厚さ(セルギャップ)を一定に保持するための部材である。スペーサーの材料としては特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。
また、液晶材料とは別個に、液晶材料を塗布する前、あるいは塗布した後にスペーサーを含む機能液を塗布してもよい。
The liquid crystal material may contain a spacer. The spacer is a member for keeping the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer constant. The spacer material is not particularly limited, and conventionally known materials can be used.
In addition to the liquid crystal material, a functional liquid containing a spacer may be applied before or after the liquid crystal material is applied.
(S18)
次に、液晶材料56が塗布された基板は、図9(a)に示すように、貼り合せ装置の真空チャンバー90a内に搬送され、チャンバー9a内を真空にした後、下定盤80a上に吸引固定される。一方、カラーフィルタ62、ブラックマトリクス64、オーバーコート膜66、コモン電極68及び液晶配向膜70(これらの図示は省略されている)が形成された基板(上基板)52bを上定盤80b上に吸引固定し、下基板52aと上基板52bとを貼り合せる(S18)。
(S18)
Next, as shown in FIG. 9A, the substrate on which the
下基板52aと上基板52bとを貼り合せる際の位置合せは、具体的には、下基板52aと上基板52bに予め設けてあるアラインメントマークをカメラで認識させながら、行うことができる。このとき位置合せ精度を上げるため、下基板52aと上基板52bの間隔を0.2〜0.5mm程度にして位置合せを行うのが好ましい。
Specifically, the alignment when the
(S19)
次に、下基板52aと上基板52bとを貼り合せた積層物の硬化処理が行われる。硬化処理は、硬化装置を使用して行われる(S19)。硬化装置としては、電離放射線の照射装置や加熱装置等が挙げられるが、本実施形態では紫外線照射装置82を使用する。すなわち、図9(b)に示すように、紫外線照射装置82により紫外線を照射して、シール層59aを硬化させる。
次いで、チャンバー9a内の減圧を大気圧に開放し、下基板52a及び上基板52bの吸着を開放する。
(S19)
Next, a curing process is performed on the laminate obtained by bonding the
Next, the reduced pressure in the chamber 9a is released to atmospheric pressure, and the adsorption of the
その後は、液晶セルの外表面、すなわち、液晶セルを構成するそれぞれの基板の他面側に、偏光板を、その偏光方向が当該基板の一面に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致又は直交するように貼り合せる。ここで、液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながら、ヨウ素を吸収させたH膜と称される偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。 Thereafter, a polarizing plate is disposed on the outer surface of the liquid crystal cell, that is, the other surface side of each substrate constituting the liquid crystal cell, and the polarization direction thereof coincides with the rubbing direction of the liquid crystal alignment film formed on one surface of the substrate. Paste them so that they are orthogonal. Here, as a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film called an H film that absorbs iodine while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films or H A polarizing plate made of the film itself can be mentioned.
以上のようにして、図3に示す液晶表示装置を製造することができる。
得られた液晶表示装置は、液滴吐出装置3aにより、本発明組成物が塗布されて形成された液晶配向膜を有しているので、高品質で低コストな液晶表示装置となる。
As described above, the liquid crystal display device shown in FIG. 3 can be manufactured.
Since the obtained liquid crystal display device has the liquid crystal alignment film formed by applying the composition of the present invention by the
なお、本実施形態においては、S15において、ラビング処理を施す方法により液晶配向膜を形成しているが、例えば、特開2004−163646号公報に開示されている、偏光された放射線を照射する方法等により液晶配向能を施すこともできる。
また、本実施形態においては、S17において、液晶材料を液滴吐出装置3cを使用して塗布することにより液晶層を形成しているが、液晶配向膜が形成された基板を2枚作製し、それぞれの液晶配向膜におけるラビング方向が直交又は逆平行となるように、2枚の基板を、間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔を封止して液晶層を形成するようにしてもよい。
In this embodiment, the liquid crystal alignment film is formed by a method of performing a rubbing process in S15. For example, a method of irradiating polarized radiation disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-163646. The liquid crystal alignment ability can also be given by the above.
In this embodiment, in S17, a liquid crystal layer is formed by applying a liquid crystal material using the droplet discharge device 3c. However, two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed are produced. Two substrates are arranged opposite to each other with a gap (cell gap) so that the rubbing directions in the respective liquid crystal alignment films are orthogonal or antiparallel, and the peripheral portions of the two substrates are bonded using a sealant. In addition, liquid crystal may be injected and filled in the cell gap defined by the substrate surface and the sealing agent, and the injection hole may be sealed to form a liquid crystal layer.
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されないのはもちろんである。
(実施例1〜6、比較例1〜3)
第1有機溶媒Aとして、N,N−ジメチル−アセトアミド、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチル−2−イミダゾリジノン、炭酸プロピレンから選択した一種あるいは複数種を用い、また、第2有機溶媒Bとして、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−アセトキシプロパン、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジブチルエーテルから選択した一種あるいは複数種を用い、これらを下記表に示す割合で混合して混合溶剤を得た。そして、得られた混合溶剤のそれぞれにポリイミドを溶解し、実施例1〜6及び比較例1〜3の液晶配向膜形成用組成物をそれぞれ作製した(固形分濃度4重量%)。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(Examples 1-6, Comparative Examples 1-3)
As the first organic solvent A, N, N-dimethyl-acetamide, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate One kind or plural kinds selected, and as the second organic solvent B, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-acetoxypropane, butyl cellosolve, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, One kind or plural kinds selected from diethylene glycol monobutyl ether acetate and diethylene glycol dibutyl ether were used and mixed at a ratio shown in the following table to obtain a mixed solvent. And the polyimide was melt | dissolved in each of the obtained mixed solvent, and the composition for liquid crystal aligning film formation of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3 was produced, respectively (solid content concentration 4 weight%).
得られた液晶配向膜形成用組成物を、液滴吐出装置を用いて、ITO基板上へ乾燥膜厚が100nmとなるように塗布し、液晶配向膜の成膜を行った。
得られた液晶配向膜のムラ(スジムラやエッジ部分の隆起)を目視によって観察し、良好に膜化している場合を○、膜化していない場合を×として評価した。その結果を以下の表にまとめて示す。
The obtained composition for forming a liquid crystal alignment film was applied on an ITO substrate so as to have a dry film thickness of 100 nm using a droplet discharge device, and a liquid crystal alignment film was formed.
The resulting liquid crystal alignment film was observed for unevenness (straight irregularities and bumps at the edge portion) by visual observation, and evaluated as ○ when the film was well formed and × when the film was not formed. The results are summarized in the following table.
表に示した結果より、第1有機溶剤Aを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点[tmax(A)]の方を、第2有機溶剤Bを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点[tmax(B)]より高くした液晶配向膜形成用組成物(実施例1〜6)を用いてなる成膜方法では、スジムラ等がなく均一で良好な液晶配向膜を形成することができた。
一方、沸点[tmax(B)]の方が沸点[tmax(A)]より高い液晶配向膜形成用組成物(比較例1〜3)を用いた成膜方法では、成膜が十分に行えず、したがって良好な液晶配向膜を形成することができなかった。
From the results shown in the table, the boiling point [t max (A)] of the organic solvent having the highest boiling point among the organic solvents constituting the first organic solvent A is the organic solvent constituting the second organic solvent B. Among these, in the film forming method using the composition for forming a liquid crystal alignment film (Examples 1 to 6) higher than the boiling point [t max (B)] of the organic solvent having the highest boiling point, there is no unevenness and the like is uniform. A satisfactory liquid crystal alignment film could be formed.
On the other hand, in the film forming method using the liquid crystal alignment film forming composition (Comparative Examples 1 to 3) having a boiling point [t max (B)] higher than the boiling point [t max (A)], the film formation is sufficient. Therefore, a satisfactory liquid crystal alignment film could not be formed.
I…液晶表示装置製造ライン、3a、3b、3c…吐出装置、22…インクジェットヘッド、24…ヘッド本体、34…吐出物(液晶配向膜形成用組成物)、50…液晶表示装置、56…液晶層、60,70…液晶配向膜、A…液晶層形成領域 I ... Liquid crystal display device production line, 3a, 3b, 3c ... Discharge device, 22 ... Inkjet head, 24 ... Head body, 34 ... Discharge product (liquid crystal alignment film forming composition), 50 ... Liquid crystal display device, 56 ... Liquid crystal Layer, 60, 70 ... Liquid crystal alignment film, A ... Liquid crystal layer forming region
Claims (7)
表面張力が32mN/m以上の第1有機溶剤Aと、表面張力が32mN/m未満の第1有機溶剤Bとを含む混合溶剤と、該混合溶剤に溶解されてなる液晶配向膜形成用材料と、を含有してなり、
前記第1有機溶剤Aおよび前記第2有機溶剤Bは、それぞれ単一種あるいは複数種の有機溶剤によって構成され、
前記第1有機溶剤Aを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(A)とし、前記第2有機溶剤Bを構成する有機溶剤のうちの、沸点が最も高い有機溶剤の沸点をtmax(B)とすると、前記混合溶剤における第1有機溶剤Aと第2有機溶剤Bとは、次式
tmax(A)>tmax(B)
を満足していることを特徴とする液晶配向膜形成用組成物。 A composition for forming a liquid crystal alignment film used when forming a liquid crystal alignment film by a droplet discharge method,
A mixed solvent containing a first organic solvent A having a surface tension of 32 mN / m or more and a first organic solvent B having a surface tension of less than 32 mN / m, and a liquid crystal alignment film forming material dissolved in the mixed solvent; , Containing
The first organic solvent A and the second organic solvent B are each composed of a single type or a plurality of types of organic solvents,
Of the organic solvents constituting the first organic solvent A, the boiling point of the organic solvent having the highest boiling point is t max (A), and among the organic solvents constituting the second organic solvent B, the boiling point is highest. Assuming that the boiling point of the organic solvent is t max (B), the first organic solvent A and the second organic solvent B in the mixed solvent are expressed by the following formula: t max (A)> t max (B)
A liquid crystal alignment film-forming composition characterized by satisfying
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